研究表明，腸道微生物可以影響宿主生活的多個方面，包括衰老。科學家們一直希望瞭解特定微生物物種如何有助於延長壽命，但由於人類腸道環境的複雜性和異質性，因此一直具有挑戰性。

為了探索細菌產物對衰老過程的影響，貝勒醫學院和賴斯大學的研究人員開發了一種新方法，可以利用光直接控制實驗室線蟲秀麗隱杆線蟲腸道細菌的基因表達和代謝產物的產生。

這一研究發現公佈在eLife雜誌上。

研究人員發現，常駐大腸桿菌透過綠光誘導產生一種多糖colanic acid（CA），保護腸道細胞免受壓力引起的細胞損傷，延長線蟲的壽命。研究人員指出，該方法可用於研究其他細菌，並提出在將來還可能提供一種微調宿主腸中細菌代謝的新方法，以最小的副作用帶來健康益處。

“我們使用光遺傳學，一種將光和遺傳工程光敏感蛋白結合在一起的方法，有針對性的調節活細胞或有機體中的分子事件，”文章作者Meng Wang博士說。

研究團隊設計改變了大腸桿菌，使其遇到綠色熒光就產生延長壽命複合物 ，遇到紅色熒光就關閉。他們發現，帶有經過修飾的大腸桿菌的透明線蟲上發出綠光，可以使細菌產生CA，保護線蟲的腸道細胞免於壓力誘導的線粒體破碎。線粒體在衰老過程中被認為是重要的參與者。

“當在綠光下時，攜帶這種大腸桿菌菌株的線蟲的壽命也更長。光越強，壽命就越長。” “光遺傳學提供了一種直接的方法，可以在時間，數量和空間上控制腸道細菌的細菌代謝，增強宿主的適應性。”

賴斯大學Jeffrey Tabor博士說：“這項工作表明我們可以改造腸道細菌，分泌更多CA，解決與年齡有關的健康問題。”研究人員還可以使用這種光遺傳學方法來闡明微生物代謝驅動宿主生理變化，影響健康和疾病的其他機制。

參考文獻

Optogenetic control of gut bacterial metabolism to promote longevity